Čo je polovodičový relé (SSR): Ako funguje, použitie a ďalšie
2015/11/20 SHINING E&E INDUSTRIAL
Čo je polovodičový relé (SSR)
Pevné relé (alebo pevné relé) sa široko používajú v modernej elektronike a priemyselných systémoch ako spoľahlivá alternatíva k tradičným mechanickým relé. V tomto článku sa budeme zaoberať základmi fungovania pevných relé, všeobecnými typmi, ich kľúčovými výhodami a najbežnejšími aplikáciami pevných relé. Poďme sa do toho pustiť!
Čo je polovodičové relé?
A polovodičové relé (SSR) je elektronický spínač, ktorý ovláda elektrické zaťaženia bez akýchkoľvek pohyblivých častí. Na rozdiel od tradičných relé (mechanických), ktoré používajú fyzické kontakty na prepínanie energie, SSR sa spoliehajú na polovodičovú technológiu na vykonanie tej istej úlohy. Pretože nemajú mechanické kontakty, ktoré sa opotrebovávajú, SSR sú tichšie, majú dlhšiu životnosť a sú spoľahlivejšie.
Umožňujú malý vstupný signál, zvyčajne tak nízky ako 3 volty DC, na ovládanie väčších záťaží, ako sú motory, ohrievače alebo osvetľovacie systémy. Stručne povedané, SSR robia prepínanie rýchlejším a spoľahlivejším v porovnaní s mechanickými relé. Tu sú niektoré príklady SSR od Shining E&E:
Časti a Pevný stavový relé
Aj keď SSR vyzerajú zvonku jednoducho, niekoľko dôležitých častí spolupracuje vo vnútri:
Ovládací obvod (vstupná strana): Tu vstupuje nízkonapäťový ovládací signál (AC alebo DC). Pripravuje signál na ovládanie relé.
Optočlen (fotoclen):Táto bariéra oddeľuje vstupný signál od výstupného napájacieho obvodu tým, že poskytuje galvanické oddelenie na blokovanie šumu a napäťových špičiek. Taktiež prenáša elektrický signál medzi vstupnými a výstupnými obvodmi. Keď je aktivovaná riadiacim obvodom, LED dióda na vstupnej strane svieti cez medzeru na svetelný senzor (ako je fotodióda alebo fototranzistor) na výstupnej strane, čím spúšťa výstupný obvod.
Výstupný obvod: Toto zvláda ťažkú prácu. Pomocou polovodičov, ako sú tyristory, triaky alebo MOSFET-y, riadi tok elektriny k záťaži.
Chladič: Keďže polovodiče vytvárajú teplo, mnohé SSR obsahujú chladič, aby sa predišlo prehriatiu.
Ochrana proti preťaženiu: Vstavaná ochrana, ktorá vypne obvod, aby ho chránila, keď napätie vzrastie nad bezpečnú prevádzkovú úroveň.
Indikátory stavu: Niektoré SSR majú malé LED diódy, ktoré ukazujú, či je relé aktívne alebo nie, čo používateľom poskytuje rýchlu vizuálnu kontrolu.
Ako funguje polovodičové relé?
The pracovný princíp SSR je jednoduchý, ak ho rozložíte krok za krokom:
1. Prijímanie a spracovanie riadiaceho signálu: Operácia začína, keď sa na vstupné svorky SSR aplikuje signál riadenia s nízkym napätím, často len 3V DC. Tento signál pochádza z riadiaceho zdroja. Namiesto priameho prepínania záťaže aktivuje riadiaci signál vnútorný riadiaci obvod relé. V tejto fáze sa rozsvieti LED vo vnútri optočlena. Tento LED funguje ako "posol", ktorý spúšťa proces prepínania, pričom udržuje vstupnú stranu elektricky izolovanú od výstupnej strany.
2. Izolácia a spúšťanie výstupného obvodu: LED vo vnútri optočlena svieti cez malú vzduchovú medzeru smerom k fotocitlivému komponentu na výstupnej strane. Toto usporiadanie poskytuje úplnú elektrickú izoláciu medzi nízkonapäťovým vstupom a vysokovýkonným výstupom, čím zabezpečuje bezpečnosť. Keď fotocitlivý senzor zachytí svetlo, aktivuje polovodičové spínacie zariadenia. Tieto zariadenia fungujú ako "elektronické spínače", ktoré dokážu zvládnuť oveľa väčšie prúdy a napätia ako pôvodný vstupný signál.
3. Prepínanie zaťaženia zapnuté a vypnuté: Akonáhle sú polovodičové zariadenia aktivované, uzavrú výstupný obvod, čo umožňuje prúdu prúdiť z napájacieho zdroja k záťaži. To okamžite napája pripojené zariadenie. Keď sa vstupný riadiaci signál vypne, LED dióda vo vnútri optočlena sa tiež vypne, čo spôsobí, že polovodičové zariadenia sa vrátia do svojho nevodivého stavu. To otvorí výstupný obvod a odpojí napájanie od záťaže.
Pevný stav vs Mechanický relé
Predtým, ako ich porovnáme, si najprv vysvetlíme, čo je to mechanický relé je. Mechanický relé je elektrický spínač, ktorý používa elektromagnet a pohyblivé kontakty na otvorenie alebo zatvorenie obvodu. Keď sa aplikuje malé riadiace napätie, elektromagnetická cievka sa aktivuje, pričom pritiahne kontakty k sebe (alebo od seba), aby zapla alebo vypnula záťaž. Na rozdiel od spínacieho mechanizmu SSR, ktorý sa spolieha iba na polovodiče, mechanické relé kombinuje elektrické a mechanické akcie.
Teraz sa pozrime na to, ako polovodičové relé sa líšia od mechanických relé:
Rýchlosť: SSRs sú oveľa rýchlejšie, prepínajú za približne 1 milisekundu alebo menej. Mechanické relé sú pomalšie, pretože ich kontakty potrebujú čas na pohyb, zvyčajne okolo 10 milisekúnd alebo viac.
Životnosť: Bez pohyblivých častí, ktoré by sa opotrebovali, môžu SSRs vydržať milióny cyklov. Mechanické relé trpia opotrebovaním kontaktov, iskrením a nakoniec zlyhávajú rýchlejšie ako SSRs.
Hluk a rušenie: SSRs pracujú ticho a generujú veľmi málo elektromagnetického rušenia (EMI). Mechanické relé vydávajú cvakajúci zvuk pri prepínaní a môžu do obvodu zavádzať hluk.
Odolnosť: SSRs sú odolnejšie voči prachu, nečistotám, nárazom a vibráciám, pretože ich komponenty sú zvyčajne uzavreté. Mechanické relé sú v náročných prostrediach zraniteľnejšie.
Odvod tepla: SSRs generujú počas prevádzky viac tepla kvôli zmenám napätia, často vyžadujú chladič na ochladenie. Mechanické relé zvyčajne nepotrebujú dodatočné chladenie, pretože generujú len malú časť tepla, ktorú je možné zvládnuť obalom.
Energetická účinnosť: SSRs počas prevádzky spotrebujú menej energie, najmä pri vyšších prúdoch. Mechanické relé zvyčajne spotrebujú viac.
Spracovanie preťaženia: Mechanické relé často lepšie zvládajú vyššie preťažovacie prúdy ako SSRs, čo ich robí vhodnými pre niektoré aplikácie s vysokým výkonom.
Režim zlyhania: SSRs majú tendenciu zlyhať v uzavretom stave (zaseknuté zapnuté), čo môže byť bezpečnostný problém, ak sa to nezvládne. Mechanické relé zvyčajne zlyhávajú otvorené, čím preruší obvod.
Náklady a údržba: SSRs sú na začiatku drahšie, ale vyžadujú menej údržby a majú dlhšiu životnosť. Mechanické relé sú na začiatku lacnejšie, ale môžu si vyžadovať častú výmenu.
Funkcia | Pevný stavový relé | Mechanické relé |
Metóda prepínania | Elektronické (polovodiče, žiadne pohyblivé časti) | Elektromagnetická cievka + pohyblivé kontakty |
Rýchlosť prepínania | Veľmi rýchlo (~1 ms) | Pomalšie (~10 ms alebo viac) |
Životnosť | Veľmi dlhé (milióny cyklov) | Obmedzené (opotrebovanie z oblúkovania a kontaktov) |
Hluk | Tichý | Počuteľné kliknutie |
Odolnosť | Odolný voči nárazom, prachu, vibráciám | Citlivý na prostredie |
Generovanie tepla | Vyššie, potrebuje chladič | Nižšie, nie je potrebné žiadne dodatočné chladenie |
Energetická účinnosť | Nižšia spotreba energie | Vyššia spotreba energie |
Spracovanie preťaženia | Obmedzené | Lepšie pri spracovaní vysokých preťažení |
Režim zlyhania | Často zlyháva v uzavretom stave (zaseknuté zapnuté) | Často zlyháva v otvorenom stave (zaseknuté vypnuté) |
Náklady | Vyššie počiatočné náklady, nižšia údržba | Nižšie počiatočné náklady, vyššia údržba |
Oboje polovodičové relé a mechanické relé slúžia na rovnaký účel: ovládanie elektrických záťaží, ale vynikajú rôznymi spôsobmi. SSR sú ideálne, keď potrebujete rýchle reakčné časy, tichú prevádzku, dlhú životnosť a odolnosť v náročných prostrediach. Mechanické relé sú na druhej strane praktickou voľbou pre aplikácie, ktoré vyžadujú vysokú kapacitu preťaženia alebo keď je cena hlavným faktorom.
Typy polovodičových relé
Polovodičové relé nie sú univerzálne. Existujú v rôznych typoch, pričom každý je navrhnutý pre konkrétnu záťaž alebo potrebu prepínania. Tu sú najbežnejšie kategórie:
Podľa typu výstupného prúdu
AC SSR: Navrhnuté na ovládanie striedavých prúdov (AC). Zvyčajne sa spoliehajú na triaky alebo tyristory a môžu sa automaticky vypnúť, keď AC vlna prejde nulou. To ich robí nevhodnými pre DC záťaže, pretože DC nemá nulový bod.
DC SSR: Navrhnuté pre jednosmerné prúdy (DC), často používajú MOSFETy alebo IGBT. Mnohé obsahujú diódu na ochranu pred zvyškovými prúdovými špičkami z induktívnych záťaží.
AC/DC SSR: Tieto všestranné relé dokážu zvládnuť ako AC, tak aj DC záťaže, hoci zvyčajne pri nižších napätiach a prúdoch. Často obsahujú zabudovanú ochranu na zlepšenie bezpečnosti a spoľahlivosti.
Zmenou správania
Nulové prechody SSR: Tieto čakajú, kým AC napätie prejde nulou, predtým ako sa prepne. To znižuje elektrický šum a rušenie, čo ich robí ideálnymi pre odporové zaťaženia, ako sú ohrievače.
Náhodné zapínanie SSR: Tieto sa prepínajú okamžite, keď je aplikovaný riadiaci signál, bez čakania na nulový prechod. Sú užitočné pre induktívne zaťaženia a keď je potrebné rýchle prepínanie.
Fázové riadenie SSR: Namiesto jednoduchého zapínania a vypínania, tieto upravujú fázu AC vlny, aby kontrolovali, koľko energie zaťaženie dostáva. Sú bežné v stmievateľných svetlách a presných vykurovacích systémoch.
Podľa metódy izolácie
Opto-kopírované SSR: Tieto používajú svetlo ako izolačnú bariéru. LED na vstupnej strane svieti na fotosenzor na výstupnej strane, aktivujúc prepínač a pritom udržiavajúc obvody elektricky oddelené.
Reed relé spojené s SSR: Tieto kombinujú malý reed relé s polovodičovým prepínaním. Reed uzatvára nízkonapäťový obvod, ktorý potom ovláda polovodičový spínač.
Transformátorom spojené SSR: Tu transformátor prenáša vstupný signál na výstupnú stranu, čím poskytuje izoláciu pred spúšťaním tyristorov.
Špeciálne dizajny
Vysokofrekvenčné SSR: Navrhnuté pre náročné aplikácie ako RF ohrev alebo indukčné ohrev, kde sa signály prepínajú extrémne rýchlo.
Trojfázové SSR: Navrhnuté pre priemyselné zariadenia, tieto môžu ovládať trojfázové AC zaťaženia kombinovaním troch SSR v jednom balení.
Výhody a nevýhody polovodičové relé
Polovodičové relé ponúkajú mnoho výhod. Pretože nemajú pohyblivé časti, netrpia opotrebovaním, čo ich robí spoľahlivejšími a dlhšie trvajúcimi. Vysokokvalitné SSR môžu dosiahnuť priemerný čas do poruchy (MTTF) viac ako 15 rokov, čo znamená menej prestojov a nižšie náklady na údržbu počas ich životnosti.
Ďalšou veľkou silou je rýchlosť prepínania. SSR môžu zapínať alebo vypínať obvody len za milisekundy alebo dokonca mikrosekundy, čo je oveľa rýchlejšie ako mechanické relé. Táto rýchla reakcia je obzvlášť dôležitá v aplikáciách, ako sú lekárske zariadenia, laboratórne testovanie a bezpečnostné systémy, kde je časovanie kritické.
Tiež generujú oveľa menej EMI a elektrického šumu, pretože nedochádza k arkovaniu kontaktov. SSR s nulovým prechodom idú ešte ďalej prepínaním v bode nulového napätia, čo pomáha minimalizovať rušenie v citlivých zariadeniach.
SSRy tiež fungujú ticho, čo ich robí ideálnymi v tichých prostrediach, ako sú nemocnice a kancelárie. Ich uzavretý elektronický dizajn ich robí odolnými voči vibráciám, nárazom, prachu a korózii, čím zlepšuje odolnosť v priemyselných prostrediach. Okrem toho sú SSRy kompaktné, energeticky efektívne a v niektorých prípadoch dokážu zvládnuť náročné vysokonapäťové alebo induktívne zaťaženia bez problémov s výkonom.
Avšak SSRy nie sú bez obmedzení. Jednou z najväčších obáv je generovanie teplaPretože strácajú približne 1–2% energie nákladu vo forme tepla, je často potrebné správne chladenie s chladičmi alebo tepelným manažmentom.
Náklady sú ďalším faktorom, pretože sú zvyčajne drahšie na začiatku ako mechanické relé, čo môže byť nevýhodou v projektoch citlivých na rozpočet. SSRs tiež zavádzajú malý pokles napätia na výstupe, čo môže ovplyvniť veľmi citlivé náklady. Sú zraniteľné voči napäťovým špičkám takisto, takže ochranné zariadenia sú zvyčajne potrebné.
Nakoniec, ich najbežnejší spôsob zlyhania je zlyhanie „uzavreté“, čo znamená, že zaťaženie zostáva napájané aj po odstránení riadiaceho signálu. To môže predstavovať bezpečnostné a požiarne riziká, ak nie je správne spravované.
Výhody SSR
|
Nevýhody SSR
|
Aké sú použitia polovodičových relé?
Priemyselná automatizácia
V priemyselnej automatizácii sa SSR používajú na rýchle a presné prepínanie v mnohých aplikáciách. Ovládajú AC aj DC motory, spravujú distribúciu energie a prepínajú ventily v automatizovaných procesoch. Sú tiež kľúčové na montážnych linkách a CNC strojoch na spracovanie dreva, kovov a plastov, kde rýchle a spoľahlivé prepínanie zvyšuje efektivitu a bezpečnosť.
Automobilové aplikácie
V automobilovom sektore SSR nahrádzajú mechanické relé kvôli svojej odolnosti a zníženému EMI. Sú nevyhnutné v elektrických vozidlách na prepínanie vysokovýkonných záťaží, ako aj v systémoch riadenia motora, obvodoch na stmavovanie predných svetlometov a ovládaní hmlových svetiel. Ich kompaktná veľkosť a spoľahlivosť ich robia ideálnymi pre moderné systémy vozidiel.
Systémy vykurovania a chladenia (HVAC)
SSRs sú kľúčové pre efektívnu kontrolu vykurovania a chladenia. Pomáhajú regulovať teplotu v HVAC systémoch, chladiacich jednotkách, priemyselných peciach, elektrických peciach, klimatizáciách a ohrievačoch. Poskytovaním tichého a presného prepínania znižujú spotrebu energie a zároveň udržiavajú teploty stabilné.
Ovládanie osvetlenia
Vďaka svojmu rýchlemu a tichému prepínaniu sú SSR široko používané v osvetľovacích aplikáciách. Poskytujú spoľahlivé stmievanie a prepínanie pre scénické osvetlenie, komerčné priestory, pouličné osvetlenie a LED matice, pričom ponúkajú presnú kontrolu bez generovania hluku alebo blikania.
Lekársky a biotechnologický sektor
SSRs zohrávajú kľúčovú úlohu v medicínskom a biotechnologickom vybavení, kde sú presnosť, bezpečnosť a spoľahlivosť kritické. Sú široko používané na kontrolu teploty v zariadeniach, ako sú generátory dialýzy, inkubátory pre novorodencov, sterilizátory, analyzátory krvi, centrifúgy, laboratórne pece a medicínske chladničky alebo mrazničky. SSRs tiež podporujú termoterapeutické zariadenia, ako sú vyhrievané deky, a zabezpečujú stabilné podmienky na nemocničných izbách a na jednotkách intenzívnej starostlivosti.
Okrem teploty pomáhajú kontrolovať sterilné prostredia v biotechnologických laboratóriách a poskytujú presnú motorickú kontrolu v nemocničných posteliach, zubných kreslách, infúznych pumpách, dialyzačných prístrojoch a rehabilitačnom vybavení, vrátane robotov a exoskeletov.
Bežné dôvody zlyhania pre polovodičové relé
Aj keď polovodičové relé sú známe svojou dlhou životnosťou a vysokou spoľahlivosťou, môžu stále zlyhať, ak nie sú správne vybrané, nainštalované alebo prevádzkované. Pochopenie bežných príčin zlyhania môže pomôcť predchádzať problémom a predĺžiť životnosť relé.
Problémy s prehriatím
Teplo je hlavnou príčinou zlyhania SSR. Keďže rozptyľuje 1–2% energie zaťaženia ako teplo, nadmerný prúd ich môže rýchlo posunúť za ich bezpečné prevádzkové limity. Ak chýba chladič, je nedostatočne dimenzovaný alebo zle vetraný, základňa relé môže prekročiť odporúčaný limit 85 °C (185 °F). Vysoké okolité teploty, časté zapínanie a vypínanie alebo dokonca únikový prúd v stave "vypnuté" môžu všetky prispieť k prehriatiu. Po prehriatí môže SSR zlyhávať občasne alebo trvalo.
Preťaženie a prevoltážne napätie
Záťaže ako motory, žiarovky alebo transformátory často vyžadujú náraz prúdu pri zapnutí. Tieto nárazové prúdy, ak sa nezohľadnia, môžu poškodiť elektroniku SSR. Podobne, napäťové špičky spôsobené induktívnymi záťažami alebo výkyvmi v elektrickej sieti môžu spôsobiť poruchu relé, ak nie sú nainštalované alebo udržiavané správne ochranné zariadenia.
Chyby v zapojení a inštalácii
Nesprávne zapojenie je ďalší častý problém. Voľné alebo nekvalitné spojenia vytvárajú dodatočný odpor, ktorý generuje zbytočné teplo. Pre DC SSR môže zmena polarity zaťaženia spôsobiť neúmyselnú činnosť alebo poškodenie. Nesprávna inštalácia ochranných komponentov, ako sú diódy umiestnené naopak, môže tiež zničiť SSR alebo dokonca napájanie. Prach a nepriaznivé environmentálne podmienky môžu tieto problémy časom ešte zhoršiť.
Nesúlad medzi načítaním a aplikáciou
Použitie nesprávneho typu SSR pre konkrétne zaťaženie často vedie k zlyhaniu. Napríklad, AC SSR nemôžu prepínať DC zaťaženia, pretože DC nikdy nedosiahne nulu, čo spôsobuje, že relé zostáva trvalo „zapnuté“. Podobne, ak je prúd zaťaženia pod minimálnym hodnotením SSR, relé nemusí správne prepínať.
Nulové priesečníkové SSR, ktoré sú navrhnuté pre odporové zaťaženia, môžu mať problémy s induktívnymi zaťaženiami, zatiaľ čo DC SSR vyžadujú správne ochranné diódy na zvládanie zvyškových prúdov z induktívnych zariadení. Aj malý pokles napätia na výstupe SSR môže niekedy ovplyvniť citlivé zaťaženia.
Externé faktory a starnutie
Nakoniec, vonkajšie stresy môžu časom degradovať SSR. Jedným z bežných rizík je elektrostatický výboj (ESD), náhle uvoľnenie statickej elektriny, podobné malému blesku. Aj nízkonapäťové výboje, ktoré sú často príliš malé na to, aby si ich ľudia všimli, môžu poškodiť citlivé polovodičové súčiastky vo vnútri SSR alebo ich oslabiť, čo môže viesť k ich neskoršiemu zlyhaniu.
Ďalšou obavou je porucha izolácie. Normálne izolačné materiály blokujú prúd, ale roky elektrického zaťaženia, tepla alebo environmentálnych faktorov, ako je prach a vlhkosť, ich môžu oslabiť. Ak elektrické pole prekročí pevnosť materiálu, izolácia sa stáva vodivou, čo vytvára cesty pre únik prúdu alebo skraty.
A hoci SSR zvyčajne vydržia dlhšie ako mechanické relé, opakované zahrievanie a chladenie počas prevádzky postupne opotrebovávajú vnútorné materiály a spojenia, čo nakoniec vedie k zlyhaniu.
Ako si vybrať správny polovodičový relé
Výber správneho polovodičového relé je kľúčové pre zabezpečenie spoľahlivého a bezpečného výkonu. Keďže nie všetky SSR sú navrhnuté pre rovnaké aplikácie, budete musieť posúdiť svoj typ zaťaženia, požiadavky na napätie a prúd a prostredie, v ktorom bude relé použité. Tu sú kľúčové faktory, ktoré treba zvážiť:
Určte požiadavky na napätie
Najprv zistite, či váš náklad používa AC alebo DC. To je dôležité, pretože väčšina SSR je navrhnutá iba pre jeden typ. AC SSR sú navrhnuté tak, aby sa vypínali, keď AC prechádza nulou, čo sa v DC nestáva, takže nebudú fungovať s DC nákladmi. Podobne, DC SSR nie sú navrhnuté na zvládanie AC energie.
Pre menšie projekty existujú aj AC/DC SSR, ktoré dokážu zvládnuť oboje, ale zvyčajne pri nízkych napätiach. Potom sa pozrite na maximálne prevádzkové napätie, ktoré váš systém potrebuje. Najlepšie je zvoliť SSR s napäťovým hodnotením, ktoré je približne jeden a pol až dvakrát vyššie ako vaše skutočné prevádzkové napätie. Táto bezpečnostná rezerva pomáha zvládať špičky a kolísania.
Určte aktuálne požiadavky
Prúd je rovnako dôležitý ako napätie. Začnite výpočtom priemerného prúdu vašej záťaže, ktorý nájdete tak, že jej výkon vydelíte prevádzkovým napätím. Ale pamätajte, že mnohé zariadenia vyžadujú pri prvom zapnutí veľký náraz prúdu. Motory, žiarovky a transformátory sú dobré príklady - pri štarte môžu odoberať niekoľkokrát viac ako svoj normálny prúd.
Skontrolujte technický list pre hodnoty nárazového prúdu a vyberte SSR, ktoré zvládne priemerný prúd aj náraz. Výber mierne vyššie hodnoteného SSR je zvyčajne lepší, pretože beží chladnejšie a vydrží dlhšie.
Pochopenie typu záťaže pre AC aplikácie
Ak prepínate AC záťaže, typ záťaže je dôležitý. Pre rezistívne záťaže ako sú ohrievače, rúry alebo žiarovky, je najlepšie použiť SSR so spínaním v nulovom bode. Spína len vtedy, keď napätie AC prechádza nulou, čo znižuje elektrický šum.
Ale ak pracujete s indukčnými záťažami, ako sú motory, transformátory alebo staršie fluorescenčné svetlá, mali by ste si vybrať náhodný spínací SSR. Indukčné záťaže ukladajú energiu v magnetických poliach, čo spôsobuje oneskorenie prúdu v porovnaní s napätím. Ak sa použije SSR s nulovým prechodom, môže mať problémy s riadnym zapínaním alebo vypínaním týchto záťaží, čo niekedy vedie k poruchám alebo dokonca k zlyhaniu vypnutia.
Náhodné zapnutie SSR sa tomuto problému vyhýba tým, že okamžite prechádza, hneď ako je aplikovaný riadiaci signál, bez ohľadu na polohu AC vlny. Táto okamžitá reakcia ho robí oveľa vhodnejším pre induktívne aplikácie, čím zabezpečuje spoľahlivú a stabilnú prevádzku.
Zvážte požiadavky na riadiaci signál
Vstupná strana SSR je aktivovaná riadiacim signálom, zvyčajne zdrojom nízkeho napätia DC. Technický list vám povie presný rozsah napätia potrebný na jeho spustenie—mnohé SSR sa zapínajú už pri 3V.
Uistite sa, že zariadenie, ktoré poskytuje riadiaci signál, či už je to PLC, mikrokontrolér alebo prepínač, dokáže dodať správnu úroveň. Taktiež zvážte typ pripojení potrebných na vstupnej a výstupnej strane, aby bola inštalácia hladká.
Požiadavky na chladič
Technický list určí, či je potrebný chladič. Dobré pravidlo je udržiavať kovovú základňu relé pod 85 °C (185 °F). Ak je chladič potrebný, správne namontujte SSR a použite tepelné mazivo alebo podložky na zlepšenie prenosu tepla. Taktiež sa uistite, že okolo relé je dostatočný prúd vzduchu, aby sa teplo nezachytávalo.
Ochranné zariadenia
Pridanie ochranných zariadení je inteligentný spôsob, ako predĺžiť životnosť vášho SSR.
Pre AC SSR umiestnite kovovo-oxidový varistor (MOV) naprieč výstupnými terminálmi. MOV funguje ako pohlcovač preťaženia, chrániac relé pred poškodzujúcimi napäťovými špičkami. Pre DC SSR používané s induktívnymi záťažami umiestnite diódu naprieč záťažou, aby ste zabránili zvyškovým prúdom, ktoré by mohli poškodiť relé.
Ističe sú tiež nevyhnutné na ochranu napájania, zatiaľ čo snubber obvody môžu pomôcť predchádzať falošnému spúšťaniu v AC aplikáciách. Tieto dodatočné komponenty fungujú ako bezpečnostné siete, ktoré zabraňujú poškodeniu relé a vášho zariadenia.
Špeciálna funkčnosť
Nakoniec zvážte, či vaša aplikácia potrebuje viac než len jednoduché zapínanie/vypínanie. Ak potrebujete stmievanie alebo postupnú kontrolu výkonu, hľadajte proporčné riadiace SSR, ktoré sa tiež nazýva relé s fázovou kontrolou.
Pre špecializované systémy ako RF vykurovanie alebo indukčné vykurovanie si vyberte vysokofrekvenčné SSR, ktoré sú navrhnuté na zvládanie týchto požiadaviek. Zladenie relé s úlohou zabezpečuje lepší výkon.
Ako zapojiť Polovodičové relé?
Zapojenie polovodičového relé vyžaduje starostlivú pozornosť k ovládacej strane a strane zaťaženia obvodu, ako aj k bezpečnostným opatreniam.
Prvým krokom je vždy skontrolovať technický list poskytnutý výrobcom. Ten vám presne povie, ako by mal byť relé zapojený a ktoré svorky sú ktoré. Zvyčajne uvidíte dve svorky označené pre riadiaci vstup (často označené ako „Control +“ a „Control –“) a dve pre výstup zaťaženia (bežne označené ako „Load +“ a „Load –“).
Na strane riadiaceho obvodu, pripojte svoj zdroj riadenia s nízkym napätím k vstupným terminálom. Pre DC signály sa uistite, že polarita je správna, čo znamená kladný k kladnému a záporný k zápornému; inak relé nemusí fungovať. Väčšina SSR vyžaduje aspoň 3 volty alebo viac na strane riadenia, aby sa zaplo, ale vždy potvrďte presnú hodnotu v technickom liste.
Na strane naložte obvodovú stranu, pripojte zariadenie, ktoré chcete ovládať, k zaťažovacím terminálom SSR. Tieto pripojenia sú navrhnuté na zvládanie vyšších napätí a prúdov, preto sa uistite, že používate správny priemer vodiča a všetky terminály sú pevne zabezpečené.
Keďže mnohé SSR generujú teplo, najmä pri spracovaní vyšších prúdov, je dôležité zvážiť chladenie. Technický list vám povie, či je potrebný chladič. Ak áno, namontujte SSR na vhodný chladič a aplikujte teplovodivú pastu, aby ste zabezpečili efektívny prenos tepla a bezpečné prevádzkové teploty.
Nakoniec vždy dodržiavajte bezpečnostné opatrenia. Dvakrát skontrolujte svoje zapojenie pred pripojením napájania a pri práci s živými obvodmi používajte správne ochranné vybavenie, ako sú izolované rukavice a ochranné okuliare. Taktiež sa uistite, že sú na mieste správne poistky alebo ističe na ochranu pred preťažením a nikdy neobchádzajte požiadavky na uzemnenie. Napájajte postupne a sledujte relé počas jeho prvého chodu, aby ste sa uistili, že sa prepína správne bez prehriatia.
Ako zapojiť SSR z Shining E&E?
Shining E&E SSR sú navrhnuté s štyrmi terminálmi. Horné dva sú pre záťaž (vaše zariadenie alebo vybavenie), a dolné dva sú pre ovládací signál (napájanie spínača). Akonáhle to pochopíte, zapojenie sa stáva jednoduchým. Najprv musíme vedieť, čo každý terminál robí:
Terminál 1 & 2 – Strana záťaže: Pripojte sem napájanie a zariadenie, ktoré chcete ovládať (napríklad motor alebo lampu).
Terminál 3 (+) – Ovládanie kladné: Pripojte sa k kladnej strane malého ovládacieho napájania (DC).
Terminál 4 (–) – Ovládanie záporné: Pripojte sa k zápornému pólu (uzemnenie) ovládacieho napájania.
Premýšľajte o ovládacej strane ako o "tlačidle zapnutia/vypnutia" a o zaťažení ako o "veci, ktorá sa zapína."
Zapojenie jednofázového DC–AC SSR
Tento typ (model SSR-SXXDA) sa často používa, keď je vaša ovládacia strana malé DC napätie, ale vaše zaťaženie je AC.
Na strane strana zaťaženia, pripojte svoje zariadenie (napríklad lampu alebo motor) medzi svorky 1 a 2. Funguje s 5–120 VDC.
Na strane strana ovládania, pripojte svoj DC signál (4–32 VDC). Svorka 3 dostane kladný vodič a svorka 4 dostane záporný vodič.
Keď je aplikovaný ovládací signál, relé ticho zapne vašu záťaž.
Zapojenie jednofázového AC–AC SSR
Ak sú vaše ovládanie aj záťaž AC, potom použijete SSR-SXXAA.
Na strane strana zaťaženia, pripojte AC zariadenie medzi svorky 1 a 2 (24–280 VAC).
Na strane strana ovládania, jednoducho pripojte svoj AC ovládací napätie (80–240 VAC) k svorkám 3 a 4.
To je ono—žiadne pohyblivé časti, žiadne kliknutia, len plynulé prepínanie.
Zapojenie trojfázového DC–AC SSR
Máte väčšie zariadenie, ako je trojfázový motor? Tam prichádza SSR-TXXDA do hry.
Na strane strana zaťaženia, pripojte každú AC líniu (L1, L2, L3) cez reléové výstupy k vašej mašine.
Na strane strana ovládania, funguje to rovnako ako jednofázová verzia DC–AC. Použite malý DC signál (4–32 VDC) medzi svorkami 3 a 4.
Jednofázové AC–AC SSR (Model: SSR-SXXAA)
Strana zaťaženia: Pripojte svoje AC zaťaženie (24–280VAC) medzi svorkami 1 a 2.
Ovládacia strana: Aplikujte 80–240 VAC na svorky 3 a 4.
Táto verzia sa používa, keď sú ovládanie aj záťaž AC napájanie.
Trojfázový DC–AC SSR (Model: SSR-TXXDA)
Strana zaťaženia: Pripojte každú z troch AC línií (L1, L2, L3) k výstupom relé a potom k vašej záťaži.
Ovládacia strana: Rovnaké ako verzia s jednofázovým DC–AC. Použite ovládací signál 4–32 VDC na svorkách 3 a 4.
Toto vám umožňuje ovládať trojfázový motor alebo iné veľké zariadenia len s malým DC signálom.
Shining E&E: Váš globálny Dodávateľ polovodičových relé
Pevné relé spájať rýchlosť, spoľahlivosť a tichú prevádzku, čo ich robí nevyhnutnými v odvetviach od lekárskeho vybavenia po priemyselnú automatizáciu. Pochopením toho, ako fungujú, ich výhod a ako vybrať správny model, ich môžete s dôverou aplikovať vo vlastných systémoch. Ale mať správneho dodávateľa je rovnako dôležité ako vybrať správny relé.
SHINING E&E INDUSTRIAL CO., LTD. je tu, aby podporil vaše projekty s certifikovanou kvalitou a viac ako 40-ročnými skúsenosťami. Či už potrebujete štandardné modely alebo prispôsobené riešenia, náš tím je pripravený poskytnúť rýchle odpovede a konkurencieschopné ceny. Kontaktujte nás dnes alebo nám pošlite e-mail, aby ste požiadali o cenovú ponuku alebo získali podrobné informácie o produktoch.—nechajte nás pomôcť vám posilniť vaše podnikanie spoľahlivými riešeniami.